一种低硫酸钠含量萘系减水剂的制备方法及其专用设备技术

本发明专利技术公开了一种低硫酸钠含量萘系减水剂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：1)制备常温施工用萘系减水剂液体，其中的硫酸钠含量为7％wt以上；2)将常温施工用萘系减水剂液体导入到生产低硫酸钠含量萘系减水剂的专用设备中；3)降温法降低萘系减水剂中硫酸钠含量：所述专用设备的嵌入式控制终端对整个反应过程中的温度、压力、浓度、流量以及搅拌装置进行智能化控制，使得硫酸钠在-10℃及以下的温度、2～4MPa的压强以及搅拌的条件下，快速结晶析出，待专用设备的浓度变送器检测到萘系减水剂液体中硫酸钠含量为0.05～5％wt，制备得到低硫酸钠含量萘系减水剂。本发明专利技术还公开了一种制备低硫酸钠含量萘系减水剂的专用设备。

【技术实现步骤摘要】
一种低硫酸钠含量萘系减水剂的制备方法及其专用设备
本专利技术涉及化工
，具体涉及一种低硫酸钠含量萘系减水剂的制备方法及其专用设备。
技术介绍
减水剂通常是一种表面活性剂，属阴离子型表面活性剂。一方面，吸附于水泥颗粒表面使颗粒显示电性能，颗粒间由于带相同电荷而相互排斥，使水泥颗粒被分散而释放颗粒间多余的水分而产生减水作用。另一方面，由于加入减水剂后，水泥颗粒表面形成吸咐膜，影响水泥的水化速度，使水泥石晶体的生长更为完善，减少水分蒸发的毛细空隙，网络结构更为致密，提高了水泥砂浆的硬度和结构致密性。减水剂的功能：使水泥颗粒分散，改善和易性，降低用水量，从而提高水泥基材料的致密性和硬度，增大其流动性。萘系减水剂中硫酸钠含量，对混凝土的性能具有一定的影响。过高的硫酸钠存在，使减水剂分散性能减弱、水泥的相容性能降低、混凝土拌合物的坍落度损失加大等负面影响，温度低时还容易结晶，降低了材料的流动性，容易堵塞管道。目前，以β-萘磺酸甲醛缩合物钠盐为主要成分的低硫酸钠含量萘系减水剂是最常用的混凝土高效减水剂。其中现有的常温下施工萘系减水剂液体中，约含有约占重量比20％～25％的硫酸钠，大多数都在7％wt以上；高硫酸钠含量减水剂的使用，在特定条件下如10℃及以下施工时，可能会使混凝土坍落度损失加大，不适宜于自流灌浆和配制泵送混凝土，影响施工进度和质量，在一些特殊的施工场合，如低温环境下，要求采用硫酸钠含量在5％wt以下的萘系减水剂，因此，开发一种高效、环保的低硫酸钠含量的萘系减水剂就成为一种迫切的需要。目前，为制造优质低硫酸钠含量萘系减水剂，工业上普遍采用加入氧化钙沉淀、脱硫酸钙法来除硫酸盐，但是这种方法需要较长的沉淀时间、生产效率低、占地多，而且需要不断消耗氧化钙，由此产生的硫酸钙废渣日积月累后往往没有及时处理而大量堆积，难以进行后续利用，这些废渣还粘附有减水剂和其他有机物，严重污染生态环境。在萘系高效减水剂的生产过程中，由于采用过量的浓硫酸作为磺化剂，给最终产品带来了无减水效果的硫酸钠杂质，采用传统的方法除去硫酸钠不但增加设备投入及材料、能源成本，同时也影响了减水剂的分散效果。而采用传统的方法降低硫酸钠的含量时，当硫酸钠含量降到一定量的时候，生产中每降低一个百分点的硫酸钠含量，就意味着生产成本成倍增加，不利于工业化生产。同时，高硫酸钠含量的萘系高效减水剂在冬季或10℃及以下的低温下施工时，由于其中的硫酸钠容易析出产生结晶，而导致混凝土的流动性大幅降低，容易堵塞输送管道，造成设备故障，影响施工速度。在冬季或低温环境下，高硫酸钠含量的混凝土墙体，会由于硫酸钠等无机盐的析出，造成混凝土性能的劣化，影响建筑物的寿命。本专利技术在绿色混凝土理念的倡导下，专利技术人通过长期潜心研究，通过对减水剂液体成分分析、生产条件、设备及工艺优化的深入研究，寻求得到一种新的低硫酸钠含量的萘系减水剂的制备方法，其可以快速高效的获得的低浓度硫酸钠产品，适合低硫酸钠含量和满足特殊条件要求下的施工。专利技术人经过发现，萘系减水剂中硫酸钠含量达到适当的较低值含量时，相应的萘磺酸甲醛缩合物含量更多，减水率更高，从而硬化混凝土密实度及强度增加。专利技术人通过研究发现，低硫酸钠含量中萘系减水剂导致混凝土流动性降低主要是由于其中硫酸钠的结晶生成所致，而降低低硫酸钠含量萘系减水剂中硫酸钠的固含量可以有效预防结晶问题，并且在固含量的降低的同时避免引起减水率的降低。如何寻找一种新的生产方法及专用设备，既能降低萘系减水剂中硫酸钠的固含量，以此解决结晶缺陷，又能保持其减水率不变，这成为本专利技术技术攻关的关键。
技术实现思路
针对上述现有技术不足，本专利技术的目的之一为提供一种新的制备方法，利用不同温度下硫酸钠的溶解度差异和硫酸钠的结晶沉降速度来除去多余的硫酸钠，将萘系减水剂液体的温度一次性降至-10℃或以下快速结晶析出，通过控制反应时间来制备硫酸钠含量不同的液体低硫酸钠含量萘系减水剂，从而解决了高硫酸钠含量的减水剂在温度低等施工时容易结晶，降低材料的流动性，影响萘系减水剂的分散性和水泥的相容性，以及堵塞管道的问题。本专利技术的目的还在于，提供一种实施上述制备方法的专用设备，可以将现有的萘系减水剂，通过专用设备自动化控制温度、压力以及流量，同时，自动化的对萘系减水剂的硫酸钠浓度进行检测，快速、稳定、方便的获得低硫酸钠含量的萘系减水剂。本专利技术为实现上述目的采用的技术方案为：一种低硫酸钠含量萘系减水剂的制备方法，其包括如下步骤：1)制备常温施工用萘系减水剂液体，其中的硫酸钠含量为7％wt以上；2)将常温施工用萘系减水剂液体导入到生产低硫酸钠含量萘系减水剂的专用设备中，所述专用设备包括一顶盖与一反应釜，于所述顶盖上设置一搅拌装置、一萘系减水剂导入管以及尾气排放管；于所述反应釜上设置一保温夹层、至少两个冷气通入管以及一萘系减水剂导出管以及一导出口，所述保温夹层中内置有一盘旋式制冷管；所述反应釜、萘系减水剂导入管以及萘系减水剂导出管上设置一检测装置；所述检测装置包括设在顶盖上的一温度变送器、一压力变送器、一浓度变送器以及设在萘系减水剂导入管、萘系减水剂导出管上的流量变送器；所述检测装置以及搅拌装置与嵌入式控制终端连接；3)降温法降低萘系减水剂中硫酸钠含量：所述嵌入式控制终端对整个反应过程中的温度、压力、浓度、流量以及搅拌装置进行智能化控制，将萘系减水剂液体一次性降温到-10℃及以下的温度、2～4Mpa的压强以及搅拌的条件下保持0.5～5小时，使其中溶解的硫酸钠快速结晶析出，待专用设备的浓度变送器检测到萘系减水剂液体中硫酸钠含量为0.05～5％wt，将所得萘系减水剂液体导出，并将析出的硫酸钠晶体导出，制备得到低硫酸钠含量萘系减水剂。所述的步骤3)，其具体包括以下步骤：31)将制备的常温施工用萘系减水剂液体，通过萘系减水剂导入管加入到生产低硫酸钠含量萘系减水剂的专用设备的反应釜中；32)通过冷气通入管通入压力冷气，盘旋式制冷管通入制冷剂，所述嵌入式控制终端智能化控制搅拌装置进行搅拌，待专用设备的温度变送器检测到萘系减水剂液体的温度再次降至-10℃及以下，且压力变送器检测到反应釜中的压强值为2～4Mpa，停止通入压力冷气、制冷剂，保持0.5～1小时，待专用设备的浓度变送器检测到萘系减水剂液体中硫酸钠含量小于5％wt，将析出的硫酸钠晶体通过导出口导出，制备得到硫酸钠含量小于5％wt的低硫酸钠含量萘系减水剂。所述的步骤3)，其具体还可以包括以下步骤：33)再次通过冷气通入管通入压力冷气，盘旋式制冷管通入制冷剂，所述嵌入式控制终端智能化控制搅拌装置进行搅拌，待专用设备的温度变送器检测到萘系减水剂液体的温度再次降至-10℃及以下，且压力变送器检测到反应釜中的压强值为2～4Mpa，停止通入压力冷气、制冷剂，保持0.5～1小时，待专用设备的浓度变送器检测到萘系减水剂液体中硫酸钠含量小于3％wt，将析出的硫酸钠晶体通过导出口导出，制备得到硫酸钠含量小于3％wt的低硫酸钠含量萘系减水剂。所述的步骤3)，其具体还可以包括以下步骤：34)再次通过冷气通入管通入压力冷气，盘旋式制冷管通入制冷剂，所述嵌入式控制终端智能化控制搅拌装置进行搅拌，待专用设备的温度变送器检测到萘系减水剂液体的温度再次降至-10℃及以下，且压力变送器检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低硫酸钠含量萘系减水剂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：1)制备常温施工用萘系减水剂液体，其中的硫酸钠含量为7％wt以上；2)将常温施工用萘系减水剂液体导入到生产低硫酸钠含量萘系减水剂的专用设备中，所述专用设备包括一顶盖与一反应釜，于所述顶盖上设置一搅拌装置、一萘系减水剂导入管以及尾气排放管；于所述反应釜上设置一保温夹层、至少两个冷气通入管以及一萘系减水剂导出管以及一导出口，所述保温夹层中内置有一盘旋式制冷管；所述反应釜、萘系减水剂导入管以及萘系减水剂导出管上设置一检测装置；所述检测装置包括设在顶盖上的一温度变送器、一压力变送器、一浓度变送器以及设在萘系减水剂导入管、萘系减水剂导出管上的流量变送器；所述检测装置以及搅拌装置与嵌入式控制终端连接；3)降温法降低萘系减水剂中硫酸钠含量：所述嵌入式控制终端对整个反应过程中萘系减水剂液体的温度、压力、浓度、流量以及搅拌装置进行智能化控制，使该萘系减水剂液体一次性直接降温到?10℃或以下，然后在2～4Mpa的压强以及搅拌的条件下保持0.5～5小时，使其中溶解的硫酸钠快速结晶析出，待专用设备的浓度变送器检测到萘系减水剂液体中硫酸钠含量为0.05～5％wt，将所得萘系减水剂液体导出，制备得到低硫酸钠含量萘系减水剂。...

【技术特征摘要】
1.一种低硫酸钠含量萘系减水剂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：1)制备常温施工用萘系减水剂液体，其中的硫酸钠含量为7％wt以上；2)将常温施工用萘系减水剂液体导入到生产低硫酸钠含量萘系减水剂的专用设备中，所述专用设备包括一顶盖与一反应釜，于所述顶盖上设置一搅拌装置、一萘系减水剂导入管以及尾气排放管；于所述反应釜上设置一保温夹层、至少两个冷气通入管以及一萘系减水剂导出管以及一导出口，所述保温夹层中内置有一盘旋式制冷管；所述反应釜、萘系减水剂导入管以及萘系减水剂导出管上设置一检测装置；所述检测装置包括设在顶盖上的一温度变送器、一压力变送器、一浓度变送器以及设在萘系减水剂导入管、萘系减水剂导出管上的流量变送器；所述检测装置以及搅拌装置与嵌入式控制终端连接；3)降温法降低萘系减水剂中硫酸钠含量：所述嵌入式控制终端对整个反应过程中萘系减水剂液体的温度、压力、浓度、流量以及搅拌装置进行智能化控制，使该萘系减水剂液体一次性直接降温到-10℃或以下，然后在2～4Mpa的压强以及搅拌的条件下保持0.5～5小时，使其中溶解的硫酸钠快速结晶析出，待专用设备的浓度变送器检测到萘系减水剂液体中硫酸钠含量为0.05～5％wt，将所得萘系减水剂液体导出，制备得到低硫酸钠含量萘系减水剂；所述的步骤3)，其具体包括以下步骤：通过冷气通入管通入压力冷气，盘旋式制冷管通入制冷剂，所述嵌入式控制终端智能化控制搅拌装置进行搅拌，待专用设备的温度变送器检测到萘系减水剂液体的温度一次性降至-10℃或以下，且压力变送器检测到反应釜中的压强值为2～4Mpa时，停止通入压力冷气、制冷剂，保持0.5～1小时，待专用设备的浓度变送器检测到萘系减水剂液体中硫酸钠含量为0.05～5％wt，将析出的硫酸钠晶体通过导出口导出，制备得到硫酸钠含量为0.05～5％wt的低硫酸钠含量萘系减水剂。2.根据权利要求1所述的低硫酸钠含量萘系减水剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤3)，其具体还包括以下步骤：在外部环境温度的作用下，萘系减水剂液体的温度逐步上升，再次通过冷气通入管通入压力冷气，盘旋式制冷管通入制冷剂，所述嵌入式控制终端智能化控制搅拌装置进行搅拌，待专用设备的温度变送器检测到萘系减水剂液体的温度再次降至-10℃或以下，且压力变送器检测到反应釜中的压强值为2～4Mpa，停止通入压力冷气、制冷剂，保持0.5～1小时，待专用设备的浓度变送器检测到萘系减水剂液体中硫酸钠含量为0.05～3％wt，将析出的硫酸钠晶体通过导出口导出，制备得到硫酸钠含量为0.05～3％wt的低硫酸钠含量萘系减水剂。3.根据权利要求1所述的低硫酸钠含量萘系减水剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤3)，其具体还包括以下步骤：再次通过冷气通入管通入压力冷气，盘旋式制冷管通入制冷剂，所述嵌入式控制终端智能化控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明科，陈欣，
申请(专利权)人：孙明科，
类型：发明
国别省市：